ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основы теории улавливания пыли в аппаратах с трубами Вентури из "Золоуловители с трубами Вентури на тепловых электростанциях " Для многих грубодисперсных промышленных пылей, в частности для золы энергетических топлив, основную роль в процессе улавливания твердых частиц на каплях в трубе Вентури играет инерционное осаждение, механизм которого, освещенный во многих работах [Л. 1, 2, 3], заключается в следующем. [c.7] КОСТЬ газов, Н-с/м . [c.8] Уравнение (1-2) выведено, исходя из следующих допущений ПОТОК газов стационарен относительно шара наличие пылинок не влияет на движение каждой из них и на движение газов форма пылинок —сферическая. [c.8] В уравнениях (1-11) — (1-14) и Uy — составляюш,ие скорости течения потока скорость течения на бесконечно большом расстоянии от тела Uo , направленная в положительную сторону оси X, принята за 1 р — расстояние от центров шара радиус которого принят за 1 0 — угол между радиусом-вектором и осью х. Поля течения, описываемые уравнениями Г. Ламба, изображены на рис. 1-1,а, б. [c.10] Для вычисления коэффициента осаждения при потенциальном обтекании шара пользуются уравнениями (1-6) — (1-8), (1-11), (1-12). При этом для определения коэффициента сопротивления среды движению пылинок применяют зависимость г з от Кеч, изображенную на рис. 1-2 (кривая 2). [c.10] На рис. 1-3 приведены зависимости коэффициента инерционного осаждения пылинок на шаре, полученные теоретическим расчетом и экспериментально. Результаты расчетов, выполненных Фонда и Херном [Л. 7] при помощи специально сконструированного для этой цели механического интегратора, представлены кривыми 2 и 1 для двух предельных случаев вязкого и потенциального обтекания шара. [c.12] Инерционное осаждение пылинок на шаре. [c.13] По мере возрастания Re толщина пограничного слоя 6 уменьшается в соответствии с уравнением б VReujD— = onst [Л. 1]. Поэтому коэффициент осаждения будет возрастать с увеличением Re , приближаясь к значениям, полученным теоретически при потенциальном обтекании шара. В области значений Reu= 0,5 800 экспериментальные кривые 3=f(St) должны находиться между теоретически вычисленными для указанных двух предельных случаев. Расчеты коэффициента осаждения з частиц на шаре при учете влияния пограничного слоя не проводились. [c.14] Фукс показал, что уменьшение э в результате влияния пограничного слоя составляет приблизительно от 1,4 до [2,lRe [Л. 1]. Таким образом, при потенциальном обтекании, т. е. при Re больше критического, коэффициент инерционного осаждения зависит как от критерия St, так и от критерия Re . [c.14] Дергачев исследовал осаждение узких фракций двухромовокислого калия со средним диаметром пылинок 43 55,5 67,5 и 111,5 мкм на покрытых тонким слоем вазелина металлических шарах диаметром 11,60 24,25 и 46,5 мм (с учетом слоя вазелина). Шары помещались в трубе диаметром 200 мм, через которую аэрозоль продувался снизу вверх со скоростью 2,28—10,0 м/с. [c.14] Как при потенциальном, так и при вязком обтекании шара существуют критические значения числа Стокса Stnp, ниже которых коэффициент осаждения равен нулю, а выше которых инерция пылинки может оказаться достаточной, чтобы преодолеть увлечение ее газовым потоком, и она может достигнуть поверхности тела. [c.15] Вместе с тем, когда размер пылинки сравним с размером капельки, т. е. когда влияние эффекта зацепления теоретически может быть ощутимым, движение потока уже не может рассматриваться как определяемое лишь обтекаемым препятствием, поскольку между пылинкой и каплей могут возникнуть существенные силы гидродинамического взаимодействия. С другой стороны, не каждое столкновение пылинки с каплей заканчивается улавливанием пылинки. [c.16] По мере уменьшения размера пылинок все большее влияние на их осаждение оказывает сила адгезии, возникающая между пылинкой и каплей при их столкновении. Для пылинок с d порядка 2 мкм сила адгезии [Л. 13], а сила отрыва пылинки от поверхности капли под действием потока / отр —[Л. 6]. Поэтому отношение / ад/ -f oTiJ при малых значенйях d может быть 1 и пылинки при столкновении с каплей будут закрепляться на ее поверхности даже в том случае, когда продолжительность их контакта недостаточна для образования трехфазной границы (мениска), т. е. для проявления капиллярных сил, и они не будут отскакивать при соударении с пылинками, осевшими на поверхности капли. Это косвенно подтверждается опытами Дэвиса, приведенными в работе Н. А. Фукса [Л. 6]. [c.18] В этих опытах для заметного разрушения агрегатов угольной пыли с d порядка 2 мкм, т. е. для отделения пылинок друг от друга, необходимо было пропускать аэрозоль через узкую плоскую щель со скоростью 170 м/с. Поэтому можно с достаточным основанием считать, что пылинки диаметром меньше 3—5 мкм при столкновении с каплей воды и относительно небольших Re будут практически нацело улавливаться ею. Другими словами, коэффициент осаждения таких частиц будет определяться только вероятностью их столкновения с капелькой. Для пылинок же более крупного размера при оценке их коэффициента осаждения целесообразно, по-видимому, учитывать вероятность отскока пылинок при столкновении с каплей вследствие указанных выше причин. [c.18] Первый шаг в разработке теории эффективности столкновений капель с несмачиваемыми пылинками был сделан Пембертоном [Л. 18]. Он рассматривал абсолютно несмачиваемую сферическую пылинку, на которой вода образует краевой угол 0=180°, и предположил, что столкновение такой пылинки с крупной водяной каплей будет эффективным, если кинетическая энергия пылинки, вычисленная по нормальной составляющей ее относительной скорости превысит работу погружения пылинки. Рассчитав при потенциальном обтекании шара, Пембертон построил зависимость a=f(St) для осаждения не-смачиваемых пылинок. Однако эта теория не может претендовать на полноту, так как не учитывает возможность улавливания несмачиваемых пылинок за счет их закрепления на поверхности капли, что всегда наблюдается в действительности. [c.19] Более правдоподобный физический механизм явлений, происходящих при столкновении пылинок с каплей жидкости, разработан Н. Ф. Дергачевым [Л. 10, 12]. [c.19] Пылинка, на которой вода образует краевой угол 0 90°, называется смачиваемой, а если этот т-ол 90°, то пылинка водой не смачивается. Так как краевой угол е может быть любым в пределах от О до 180°, то, по мнению автора, не существует разницы между улавливанием каплей смачиваемых и несмачиваемых пылинок. [c.19] Вернуться к основной статье